1、电气控制与 PLC 技术课程设计（2012 届本科）题 目： 基于 S7-200PLC家居安全系统控制设计 学 院： 物理与机电工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 姓 名： 学 号： 1 2 5 1 4 0 1 2 2 5 家居安全系统的 PLC 控制1. 任务描述目前，所采用的防盗门和在窗户上加装防盗网等安全防范措施，难以满足现在人们防止外来威胁的要求。为了更有效保证居民的生命和财产的安全，在住宅和住宅小区内引入了智能化的手段进行安全防范管理。智能住宅的安全防范系统是由安全对讲系统、防盗报警系统、防火（火灾报警）系统和防煤气泄漏系统等组成。该系统采用红外遥控、传感器自动控制和手动控制三种
2、控制方式。控制对象有电灯、电控锁、门窗电机、排风扇和灭火水阀，通过控制这些对象达到手动/遥控开门、手动/遥控开窗/关窗、防火、防盗、防煤气中毒和防风雨的目的。系统结构框图如图 4.27 所示。2. 控制任务和要求某家居有四个居室，一个花圃，在大门和四个居室的窗户上都安装有防盗感应器，按以下要求对居室进行控制：1）要求白天百叶窗打开，晚上百叶窗关闭（用光敏开关实现对白天黑夜的判断）；2）晚上 6 时至 10 时使四个居室照明灯轮流接通 1 个小时，其他时间所有照明灯断开；3）每天上午 6：30 和下午 5：30 自动打开喷淋系统浇灌花圃 5 分钟；4）任何防盗感应器动作都会引起警铃响 5 分钟，
3、中途可按下停止按钮控制其停止。目 录第一章 引言 .1第二章 硬件设计 .22.1 PLC型号选择 .22.2 系统硬件组成图及组成原理 .22.3 硬件选择 .32.4 I/O分配图 .52.5 系统接线图设计 .6第三章 控制系统设计 .73.1 程序流程图 .73.2 程序梯形图 .8第四章 上位监控系统设计 .164.1 程序调试监控及结果分析 .16第五章 心得体会 .24第六章 参考文献 .25附录： .260第一章 引言随着科技的进步，人们生活中广泛应用的电子、信息等高科技的技术。本文设计了基于 PLC 控制技术的家居防盗安全系统，通过对家居设施的常规自动控制，模拟家中有人情景，
4、如窗帘按时间打开收起，屋内灯光到夜晚自动点亮，园内照明及喷水池自动运行，并全天启动监控系统等，达到人不在家而造成有人在的幻境，从而保护家中财物安全。关键词： 家居防盗系统 PLC 控制 自动控制1第二章 硬件设计2.1 PLC 型号选择本温度控制系统采用德国西门子 S7200PLC。S7-200 是一种小型的可编程序控器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。 2.2 系统硬件组成图及组成原理 PLC是采用“顺序扫描，不断循环”的方式进行工作的。即在 PLC运行时，CPU要根据用户控制要求编制好并存于用户存储器中的程序，按指令号（或地址号）作周期循环扫描，如无跳转指令，则从第一
5、条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至程序结束，然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。在每次扫描过程中，还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。PLC的一个扫描周期必经输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。（1）PLC 在输入采样阶段首先以扫描方式按顺序将所有暂存在输入锁在器中的输入端子的通断状态或输入数据读入，并将其写入各对应的输入状态寄存器中，即刷新输入，随即关闭2输入端口，进入程序执行阶段。（2）PLC 在程序执行阶段按用户程序指令存放的先后顺序扫描并执行每条指令，经相应的运算和处理后，其结果再写入输出状态寄存器中，输出状态寄存器中的所有的内容随着程序的执行而改变。（3）输
6、出刷新阶段当所有指令执行完毕，输出状态寄存器的通断在输出刷新阶段送至输出锁存器中，并通过一定的方式（继电器、晶体管或晶闸管）输出，驱动相应输出设备工作。2.3 硬件选择S7-200 系列 PLC可提供 4个不同的基本型号 CPU供您使用，即CPU221、CPU222、CPU224、CPU226。此系统选用 S7-200CPU224型号， CPU224集成 14输入/10 输出共 24个数字量 I/O 点。可连接 7个扩展模块，最大扩展至 168路数字量 I/O 点或 35路模拟量 I/O 点。13K 字节程序和数据存储空间。6个独立的 30kHz高速计数器。2 个 RS485通讯/编程口，具有
7、 PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O 端子排可很容易地整体拆卸。用于较高3要求的控制系统，具有更多的输入/输出点，更强的模块扩展能力，更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能。CPU ：(1) 将各种输入信号取入存储器。(2) 编译、执行指令。(3) 把结果送到输出端。(4) 响应各种外部设备的请求。存储器RAM：存储各种暂存数据、中间结果、用户正调试的程序。ROM：存放监控程序和用户已调试好的程序。输入、输出接口：采用光电隔离，实现了PLC的内部电路与外部电路的电气隔离，减小了电磁干扰。输入接口作用：将按钮、行程开关或传感器等产生的信号，转换成数字信号送入主机。输出接
8、口作用：将主机向外输出的信号转换成可以驱动外部执行电路的信号，以便控制接触器线圈等电器通断电；另外输出电路也使计算机与外部强电隔离。PLC工作原理PLC工作时，将采集到的输入信号状态存放在输入映象区对应的位上；将运算的结果存放到输出映象区对应的位上。PLC 在执行用户程序时所需“输入继电器” 、 “输出继电器”的数据取用于 I/O映象区，而不直接与外部设备发生关系。42.4 I/O 分配图输入信号 输出信号名称 输入点编号 代号 名称 输出点编号 代号总开关 I0.0 SB6 百叶窗 Q0.0 HL5光敏开关 I0.1 SB2 居室 1照明 Q0.1 HL1停止报警按钮 I0.2 SB5 居室
9、 2照明 Q0.2 HL2分钟调整按钮 I0.3 SB3 居室 3照明 Q0.3 HL3时钟调整按钮 I0.4 SB4 居室 4照明 Q0.4 HL4大门防盗感应器 I1.0 SB1 喷淋系统 Q0.5 HL6居室 1防盗感应器 I1.1 SB1 警铃 Q0.6 HL7居室 2防盗感应器 I1.2 SB2居室 3防盗感应器 I1.3 SB3居室 4防盗感应器 I1.4 SB4计数器复位 I0.5 SB252.5 系统接线图设计1 MI 0 . 0I 0 . 1I 0 . 2I 0 . 3I 0 . 4I 0 . 5I 0 , 61 LQ 0 . 0Q 0 . 1Q 0 . 2Q 0 . 3Q
10、0 . 6Q 0 . 5Q 0 . 4CPU224S b 6S B 2S B 5S B 3S B 4S B 2S B 3S B 4S B 1S B 1S B 2S B 3S B 4H L 5H L 1H L 2H L 3H L 4H L 6H L 7I 1 . 2I 1 . 1I 1 . 4I 1 . 3I 0 . 72 MI 1 . 0百叶窗一号居室灯二号居室灯三号居室灯四号居室灯喷淋系统警报闪灯总开关光明开关停止报警按钮分总快进按钮小时快进按钮所有计时复位大门防盗感应器居室一防盗感应器居室二防盗感应器居室三防盗感应器居室四防盗感应器SB1,SB2.表示板块一的按钮，SB1，SB2.表示板块二的按钮.
